(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111442654.6 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 河海大学常州校区 地址 213022 江苏省常州市新北区晋陵北 路200号 (72)发明人 张经炜　刘永杰　杨泽南　丁坤　 陈曦晖　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 姜慧勤 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H02S 50/10(2014.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估 算方法 (57)摘要 本发明公开了一种光伏阵列局部阴影检测 及失配程度估算方法， 包括步骤： (1)获取光伏阵 列实际运行的I ‑V数据并进行预处理； (2)对光伏 阵列实际运行的I ‑V数据进行数据分析， 定义了 膝点、 拐点、 透光率、 局部 阴影检测阈值变量以及 失配程度估算阈值变量； (3)进行光伏阵列局部 阴影检测及失配程度估算， 根据局部阴影检测阈 值变量进行阴影检测， 进一步根据拐点、 透光率 以及失配程度估算阈值变量选择相应的失配程 度估算流程。 本发明根据光伏阵列电流电压数据 进行局部阴影检测， 进一步估算失配程度， 为光 伏系统的自主运维提供建议。 权利要求书5页 说明书9页 附图5页 CN 114372343 A 2022.04.19 CN 114372343 A 1.一种光伏阵列局部阴影 检测及失配程度估算方法， 其特 征在于， 具体包括如下步骤： 步骤1， 获取光伏阵列实际运行的电流 ‑电压曲线数据并进行预处理， 得到预处理后的 电流‑电压曲线数据； 步骤2， 对步骤1所述预处理后的电流 ‑电压曲线数据进行数据分析， 得到所述预处理后 的电流‑电压曲线数据的开路点电压、 短路点电流、 膝点、 拐点和透光 率； 步骤3， 根据步骤2得到的数据分析结果， 对光伏阵列局部阴影进行检测， 得到光伏阵列 局部阴影检测结果； 若光伏阵列存在局部阴影， 则根据步骤2得到的数据分析结果进 行光伏 阵列失配程度估算； 否则， 结束步骤3 。 2.根据权利要求1所述的一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法， 其特征在 于， 所述步骤1的方法， 具体如下： 步骤1.1， 利用具有集成电流电压数据扫描功能的逆变器， 获取光伏阵列实际运行的电 流‑电压曲线数据， 记作[Vori,Iori]； 其中， Vori为电流‑电压曲线的各点电压， Iori为电流‑电 压曲线的各点电流； 步骤1.2， 对步骤1.1所述电流 ‑电压曲线数据进行数据预处理， 得到预处理后的电流 ‑ 电压曲线数据， 记作[Vmea,Imea]； 其中， Vmea为预处理后的电流 ‑电压曲线的各点电压， Imea为 预处理后的电流 ‑电压曲线的各点电流。 3.根据权利要求1或2所述的一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法， 其特征 在于， 所述预处 理， 包括但不限于异常点检测、 线性插值和平 滑滤波。 4.根据权利要求1所述的一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法， 其特征在 于， 所述步骤2的方法， 具体如下： 步骤2.1， 获取光伏阵列实际运行的开路点电压、 短路点电流及功率数据， 具体如下： Voc＝max(Vmea) Isc＝max(Imea) Pmea＝Imea·Vmea 式中， Voc表示光伏阵列实际运行的开路点电压， Isc表示光伏阵列实际运行的短路点电 流， Pmea表示光伏阵列实际运行的功率； Vmea为预处理后的电流 ‑电压曲线的各点电压， Imea为 预处理后的电流 ‑电压曲线的各点电流； 步骤2.2， 对光伏阵列实际运行的各点电流数据分别进行三阶求导， 并获取其中各点电 流数据的二阶导数的最大值及最小值， 具体如下： maxId2＝max(Id2) minId2＝min(Id2) 式中， Id1表示光伏阵列实际运行的各点电流数据的一阶导数， Id2表示光伏阵列实际运 行的各点电流数据的二阶导数， Id3表示光伏阵列实际运行的各点电流数据的三阶导数， maxId2表示光伏阵列实际运行的各点电流数据的二阶导数的最大值， minId2表示光伏阵列 实际运行的各点电流数据的二阶导数的最小值； 步骤2.3， 对光伏阵列实际运行的功率 ‑电压数据进行一阶求导， 并根据一阶求导结果权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114372343 A 2获取膝点， 所述膝点 为局部最大功率 点， 具体如下： K(j)＝{i|Pd1(i)>0∩Pd1(i+1)<0} 式中， Pd1表示光伏阵列实际运行的功率 ‑电压数据的一阶导数， K(j)表示第j个膝 点， Pd1 (i)表示第i个光伏阵列实际运行的功率 ‑电压数据的一阶导数， Pd1(i+1)表示第i+1个光伏 阵列实际运行的功率 ‑电压数据的一阶导数； 步骤2.4， 获取光伏阵列实际运行的电流 ‑电压曲线数据的拐点， 具体如下： S(k)＝{i|Id3(i)·Id3(i+1)<0∩Id3(i‑1)>0∩Id3(i+2)<0∩Id2(i)>Thresho ld_max} 式中， S(k)表示光伏阵列实际运行的电流 ‑电压曲线数据的第k个拐点， Id3(i)表示第i 个光伏阵列实际运行的电流 ‑电压数据的三阶导数， Id3(i+1)表示第i+1个光伏阵列实际运 行的电流 ‑电压数据的三阶导数， Id3(i‑1)表示第i ‑1个光伏阵列实际运行的电流 ‑电压数据 的三阶导数， Id3(i+2)表示第i+2个光伏阵列实际运行的电流 ‑电压数据的三阶导数， Id2(i) 表示第i个光伏阵列实际运行的电流 ‑电压数据的二阶导数； Threshold_max表示局部阴影 检测阈值变量的最大值； 步骤2.5， 根据 所述拐点处 的电流以及光伏阵列实际运行的短路点电流， 计算得到该拐 点处的透光 率， 具体如下： 式中， I_s(k)表示拐点S(k)处的电流， Tr(k)表示拐点S(k)处的透光 率。 5.根据权利要求1所述的一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法， 其特征在 于， 所述步骤3中， 根据步骤2得到的数据分析结果， 进行光伏阵列局部阴影检测， 具体方法 如下： 比较光伏阵列实际运行的开路点电压与 预设的局部阴影检测阈值， 获得光伏阵列局部 阴影检测结果， 包括： 式中， PS_state表示光伏阵列局部阴影检测 结果， PS_state＝1， 表示光伏阵列存在局 部阴影； PS_state＝0表示光伏阵列 不存在局部阴影； maxId2表示光伏阵列实际运行的各点 电流数据的二阶导数的最大值， Threshold_max表示局部阴影检测阈值变量的最大值， minId2表示光伏阵列实际运行的各点电流数据的二阶导数的最小值， Thresh old_min表示局 部阴影检测阈值变量的最小值。 6.根据权利要求4所述的一种光伏阵列局部阴影检测及失配程度估算方法， 其特征在 于， 步骤3所述 根据步骤2得到的数据分析 结果进行光伏阵列失配程度估算， 具体方法如下： 判断步骤2.4获取的全部所述拐点S(k)的个数 K； 若K＝1时， 且此拐点S(k),k＝1处的透光率Tr(k)<Threshold_ps,k＝1成立时， 则按流 程A进行光伏阵列失配程度估算； Thresho ld_ps表示预设的失配程度估算阈值变量； 若K＝1时， 且此拐点S(k),k＝1处的透光率Tr(k)≥Threshold_ps,k＝1成立时， 则按流权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114372343 A 3